JPH09210016A - Scale-incorporated piston rod cylinder - Google Patents
Scale-incorporated piston rod cylinderInfo
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- JPH09210016A JPH09210016A JP1795096A JP1795096A JPH09210016A JP H09210016 A JPH09210016 A JP H09210016A JP 1795096 A JP1795096 A JP 1795096A JP 1795096 A JP1795096 A JP 1795096A JP H09210016 A JPH09210016 A JP H09210016A
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンロッド内
部に磁気式のスケールを内蔵させ、その磁気メモリをピ
ストンロッド外部に位置する磁気検出ヘッドにより検出
するようにしたピストンロッドタイプシリンダーに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston rod type cylinder in which a magnetic scale is incorporated inside a piston rod and a magnetic memory of the magnetic scale is detected by a magnetic detection head located outside the piston rod.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】従来、ピストンロッド
シリンダーに測長機能を持ったものの基本構造は、次の
ようなものである。 (a)ピストンロッド表面に磁性メッキを施し、そこに
スケール目盛りを記録したもの。 (b)ピストンロッド表面に長手方向に溝を入れ、そこ
に磁性材料を組み込み、記録したもの。 (c)ピストンロッド自体を磁性材で作り、記録したも
の。 (d)ピストンロッド横方向に櫛歯状に溝をいれ、磁性
変化を持たせたもの。Conventionally, the basic structure of a piston rod cylinder having a length measuring function is as follows. (A) The piston rod surface is magnetically plated and the scale scale is recorded on it. (B) A recording is made by forming a groove in the longitudinal direction on the surface of the piston rod, incorporating a magnetic material therein. (C) The piston rod itself is made of a magnetic material and recorded. (D) A piston rod having a comb-like groove formed in the lateral direction so as to have a magnetic change.
【0003】しかし、これらのものは、下記のような欠
点を有している。 (a−1)上記(a)に記したような磁性メッキを施し
たものでは、良好な出力特性を得ることは困難であり、
従って、高出力は得られない。 (a−2)また、磁性メッキの耐環境性が悪く、使用条
件によってはメッキ面に錆がでたり、剥離したりするこ
とがある。 (a−3)また、磁性メッキを施すために、製造工程に
おいてメッキ設備が必要になり、それだけ製品のコスト
アップになる。However, these have the following drawbacks. (A-1) It is difficult to obtain good output characteristics with the magnetic plating as described in (a) above.
Therefore, high output cannot be obtained. (A-2) Further, the environment resistance of the magnetic plating is poor, and the plating surface may be rusted or peeled off depending on use conditions. (A-3) Further, in order to apply magnetic plating, plating equipment is required in the manufacturing process, which increases the cost of the product.
【0004】(b−1)上記(b)に記したような磁性
材料を組み込むものとしては、組み込む磁性材料とし
て、プラスチックマグネット、ゴム磁石を用いることが
できるが、これらの材料を利用した場合には、その磁性
材料自体が柔らかい材質なので、長期間使用すると摩耗
してスケール出力が低下してしまう。また、切粉、鉄粉
等で傷がつきやすい。 (b−2)油圧シリンダーや油分の入ったエアシリンダ
ーの場合、上記プラスチックマグネットやゴム磁石等の
材質では油分を吸い込み膨張してしまい、シリンダーの
動きが悪化するとともに、スケール精度も悪くなる。(B-1) In order to incorporate the magnetic material as described in (b) above, a plastic magnet or a rubber magnet can be used as the incorporated magnetic material. When these materials are used, Since the magnetic material itself is a soft material, it will be worn out and the scale output will decrease if it is used for a long time. In addition, it is easily scratched by chips, iron powder, etc. (B-2) In the case of a hydraulic cylinder or an air cylinder containing oil, the material such as the plastic magnet or the rubber magnet sucks oil and expands, so that the movement of the cylinder is deteriorated and the scale accuracy is deteriorated.
【0005】(c−1)上記(c)に記したようにピス
トンロッド自体を磁性材料で作ることもできるが、中
型、大型のピストンロッドを磁性材で作ることは、現在
の技術の発展状況においては、生産面での諸問題を考え
ると、まだ充分な対応ができていない。 (c−2)材質についても、磁気特性、耐摩耗性、剛性
等の点で検討する必要がある。(C-1) Although the piston rod itself can be made of a magnetic material as described in (c) above, making a medium-sized piston rod or a large-sized piston rod of a magnetic material is the current state of technological development. However, considering various problems in production, we have not yet been able to adequately deal with it. It is also necessary to consider the material (c-2) in terms of magnetic properties, wear resistance, rigidity and the like.
【0006】(d−1)上記(d)に記したとおり、ピ
ストンロッドの横方向に櫛歯状の溝を形成することも考
えられているが、櫛歯状に正確なピッチで溝加工するこ
とで、高い精度のスケールを得ることには限界があっ
た。 (d−2)櫛歯の溝部をピストンロッド径に合わせ、埋
める必要があるが、この部分の材料選定によっては、摩
耗、欠け落ち等に起因するトラブルにつながり、長期信
頼性の面で問題があった。(D-1) As described in (d) above, although it has been considered to form comb-teeth-shaped grooves in the lateral direction of the piston rod, the comb-teeth-shaped grooves are processed at an accurate pitch. Therefore, there was a limit in obtaining a highly accurate scale. (D-2) It is necessary to match the groove of the comb tooth with the diameter of the piston rod and fill it, but depending on the material selection of this part, it may lead to troubles due to wear, chipping, etc. there were.
【0007】このように、上記の従来方式は、いずれも
ピストンロッド表面を加工しており、それ自体にスケー
ル目盛を作成しているといえる。本発明は、上述の従来
のピストンロッドの欠点を克服した、長寿命で、かつ、
外見上はスケールの付いていないピストンロッドと同様
に扱うことのできるスケール内蔵ピストンロッドシリン
ダーを提供することを課題とする。As described above, it can be said that the conventional methods described above all process the surface of the piston rod and create scale scales themselves. The present invention overcomes the above-mentioned drawbacks of conventional piston rods, has a long service life, and
It is an object of the present invention to provide a piston rod cylinder with a built-in scale that can be treated in the same way as a piston rod without a scale in appearance.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明によるピストンロッドシリンダーは、その
ピストンロッド内部に独立したスケールを組み込んであ
る。In order to solve the above-mentioned problems, the piston rod cylinder according to the present invention incorporates an independent scale inside the piston rod.
【0009】その具体的な構成について述べると、本発
明が対象とするピストンロッドシリンダーは、流体駆動
を行うピストンロッドシリンダーであって、そのピスト
ンロッドの内部に、その長手方向に沿って形成された空
洞と、その空洞に組み込まれた磁気式の測長スケールデ
バイスと、そのスケールデバイスを支持するための支持
部材とを備え、そのピストンロッドの外部に配設された
磁気検出型ヘッドによって、ピストンロッド材を通過し
た磁気信号として、上記スケールデバイスの磁気目盛り
を検出できるようになっている。To describe the specific structure, the piston rod cylinder targeted by the present invention is a fluid-driven piston rod cylinder, which is formed inside the piston rod along its longitudinal direction. The piston rod is provided with a cavity, a magnetic length measuring scale device incorporated in the cavity, and a support member for supporting the scale device, and a magnetic detection type head arranged outside the piston rod. The magnetic scale of the scale device can be detected as a magnetic signal that has passed through the material.
【0010】スケールは、ピストンロッド材で覆われて
おり、切粉、油等の外部からのスケールに対する影響は
なく、従来どおりの使用環境に耐えるピストンロッドシ
リンダーとして使用できる。Since the scale is covered with a piston rod material, there is no influence of chips, oil, etc. on the scale from the outside, and the scale can be used as a piston rod cylinder that can endure the conventional use environment.
【0011】ピストンロッド内部に組み込んだスケール
より出る磁気信号は、ピストンロッド材(ステンレス合
金、アルミ合金、銅合金、亜鉛合金、ガラス、セラミッ
ク、プラスチック等の非磁性材が好ましい)を通過して
磁気検出ヘッドに入る構造となっているので、ピストン
ロッド自体に記録したり、目盛り加工したりする必要は
ない。The magnetic signal emitted from the scale incorporated inside the piston rod passes through the piston rod material (preferably a non-magnetic material such as stainless alloy, aluminum alloy, copper alloy, zinc alloy, glass, ceramic, plastic) Since it has a structure that fits in the detection head, there is no need to record or scale the piston rod itself.
【0012】また、スケール材は金属製磁性材にとらわ
れず、現在利用されているプラスチックマグネットやゴ
ム磁石等が問題なく使用できるので、生産性が良く、低
コストでの生産が可能である。Further, since the scale material is not restricted to the magnetic material made of metal, and the plastic magnets and rubber magnets currently used can be used without any problems, the productivity is good and the production at low cost is possible.
【0013】本発明の一観点によれば、上記スケール内
蔵ピストンロッドシリンダーにおいて、前記ピストンロ
ッドの長手方向に形成した空洞の、上記磁気検出型ヘッ
ドに近接する側壁に長手方向に溝を形成し、該溝内に測
長スケールデバイスを埋め込む構造とするのが好まし
い。According to one aspect of the present invention, in the piston rod cylinder with a built-in scale, a groove is formed in a longitudinal direction on a sidewall of a cavity formed in the longitudinal direction of the piston rod, the sidewall being close to the magnetic detection type head, It is preferable to have a structure in which a length measuring scale device is embedded in the groove.
【0014】本発明の他の観点によれば、上記スケール
内蔵ピストンロッドシリンダーにおいて、ピストンロッ
ドに組み込まれたスケールと磁気検出ヘッドとの間のギ
ャップを一定に保つために、シリンダー内にピストンロ
ッドと平行に少なくとも1本のガイドロッドを設ける
か、シリンダー内側形状及びピストンを異形にするかし
て、ピストンロッドの回転を防止するように構成するの
が好ましい。According to another aspect of the present invention, in the above-described piston rod cylinder with built-in scale, a piston rod is provided in the cylinder in order to maintain a constant gap between the scale incorporated in the piston rod and the magnetic detection head. It is preferable that at least one guide rod is provided in parallel, or the inner shape of the cylinder and the piston are deformed to prevent rotation of the piston rod.
【0015】本発明の更に他の観点によれば、上記スケ
ール内蔵ピストンロッドシリンダーにおいて、前記支持
部材は、波形の押さえバネ、コイルスプリングの側面を
利用した押さえバネ、ゴムウレタン等の弾力を利用した
押さえバネ、プラスチック(樹脂)成形による弾力を利
用した押さえバネ等の弾性体で作るのが好ましい。According to still another aspect of the present invention, in the above-described scale built-in piston rod cylinder, the supporting member uses the elastic force of a corrugated pressing spring, a pressing spring utilizing the side surface of a coil spring, rubber urethane or the like. It is preferable to use an elastic body such as a pressing spring or a pressing spring that utilizes the elasticity of plastic (resin) molding.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】次に、本発明のスケール内蔵ピス
トンロッドシリンダーの種々の実施形態について説明す
る。図1は、本発明のスケール内蔵ピストンロッドシリ
ンダーの一実施形態におけるシリンダーの構造を示す断
面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, various embodiments of the piston rod cylinder with a built-in scale of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a cylinder in an embodiment of a piston rod cylinder with a built-in scale according to the present invention.
【0017】同図に示すとおり、ピストンロッド6は、
本実施の形態においては、中空パイプで構成されてお
り、そのパイプ内壁に長手方向に沿って溝が設けられ、
その溝の中にスケール2及びスケール押さえ19を設置
し、それらをスケール押さえバネ4(支持部材)で溝内
のパイプ内壁に押しつけるようにして保持している。な
お、スケール押さえ19は必須の部材ではなく、スケー
ルの厚みや機械的強度によっては省略することもでき
る。As shown in the figure, the piston rod 6 is
In the present embodiment, it is configured by a hollow pipe, the inner wall of the pipe is provided with a groove along the longitudinal direction,
The scale 2 and the scale retainer 19 are installed in the groove, and they are held by being pressed against the inner wall of the pipe in the groove by the scale retainer spring 4 (support member). The scale retainer 19 is not an indispensable member and may be omitted depending on the thickness and mechanical strength of the scale.
【0018】ピストンロッド6の前方先端にはピストン
ロッドネジ5がネジ止めされている。また、このピスト
ンロッド6の後方端部には止めナット7でピストン20
が取り付けられている。ピストンロッド6とピストン2
0の間にはOリング17が設けられており、ピストン2
0とシリンダー8との間にはシーリング18が入ってい
る。A piston rod screw 5 is screwed to the front end of the piston rod 6. In addition, at the rear end of this piston rod 6, a lock nut 7
Is attached. Piston rod 6 and piston 2
An O-ring 17 is provided between 0 and the piston 2
There is a sealing 18 between the 0 and the cylinder 8.
【0019】ピストン20には、ガイドロッド3を通す
孔が2個所開いており、その孔に2本のガイドロッド3
の各一端が嵌入されている。これら2本のガイドロッド
3は、ピストンロッド6を中心にしてその両側に配置さ
れており、夫々の他端が前部ブラケット12に設けた対
応する2つの孔に嵌入されている。これらのガイドロッ
ド3により、ピストンロッド6の回転が防止される。前
部ブラケット12には、ピストンロッド6との間にOリ
ング16が設けられており、シリンダー8との間にOリ
ング21が設けられている。The piston 20 has two holes through which the guide rods 3 pass, and the two guide rods 3 are inserted in the holes.
One end of each is inserted. These two guide rods 3 are arranged on both sides of the piston rod 6 as a center, and the other ends of the two guide rods 3 are fitted into corresponding two holes provided in the front bracket 12. The guide rods 3 prevent the piston rod 6 from rotating. An O-ring 16 is provided between the front bracket 12 and the piston rod 6, and an O-ring 21 is provided between the front bracket 12 and the cylinder 8.
【0020】ピストンロッド6は、シリンダー8内を長
手方向に往復移動するように配設されているが、このピ
ストンロッド6がシリンダー8内をその中心軸に沿って
移動するように芯合わせをするためにガイドブッシュ9
が設けられている。このガイドブッシュ9には、ダスト
シール14及びYパッキン15が付いている。The piston rod 6 is arranged so as to reciprocate in the cylinder 8 in the longitudinal direction. The piston rod 6 is aligned so as to move in the cylinder 8 along its central axis. For guide bush 9
Is provided. The guide bush 9 is provided with a dust seal 14 and a Y packing 15.
【0021】このガイドブッシュ9はフランジ部10に
固定され、このフランジ部10には、前記スケール2の
面から規定ギャップに合わせて磁気ヘッド1が取り付け
られている。シリンダー8の他端には後部ブラケットが
付いていて、この後部ブラケット11とシリンダー8の
間にはOリング22が入っている。The guide bush 9 is fixed to a flange portion 10, and the magnetic head 1 is attached to the flange portion 10 from the surface of the scale 2 in accordance with a specified gap. A rear bracket is attached to the other end of the cylinder 8, and an O-ring 22 is inserted between the rear bracket 11 and the cylinder 8.
【0022】ガイドブッシュ9、前部ブラケット12、
シリンダー8、後部ブラケット11は、4本のボルト1
3でフランジ部10に取り付けられている。Guide bush 9, front bracket 12,
Cylinder 8 and rear bracket 11 are four bolts 1
It is attached to the flange portion 10 at 3.
【0023】次に、図2を参照して、本発明のスケール
内蔵ピストンロッドシリンダーの使用例を説明する。同
図に示すように、ピストンロッド203に内蔵されたス
ケール202を検出ヘッド201で読み取り、ディテク
タ回路211に送り、A/B相信号、SIN/COS信
号等の信号として、プログラムコントローラ212に送
る。Next, with reference to FIG. 2, an example of use of the scale built-in piston rod cylinder of the present invention will be described. As shown in the figure, the scale 202 built in the piston rod 203 is read by the detection head 201, sent to the detector circuit 211, and sent to the program controller 212 as signals such as A / B phase signals and SIN / COS signals.
【0024】プログラムコントローラ212は、ディテ
クタ211から送られて来るピストンロッド移動に関す
る検出信号を受信し、位置表示信号としてカウンター2
13に転送したり、電磁弁209の開閉動作を行うため
の制御信号を送出したりする。The program controller 212 receives the detection signal relating to the movement of the piston rod sent from the detector 211, and outputs it as a position display signal to the counter 2
13 and sends a control signal for opening and closing the solenoid valve 209.
【0025】例えば、位置決めについて説明すると、ピ
ストンロッドが或位置にある時に、その点の位置を読み
取り、これを基準の位置とし、プログラムコントローラ
212の中に記憶し、次に、プログラムコントローラ2
12から制御信号を送出して電磁弁209を開いて、油
圧又は空気圧等の流体圧ポンプ210から前部ブラケッ
ト206と後部ブラケット205の中の一方のブラケッ
トの流体(油等)出入口207又は208に圧搾流体
(油等)を送り他方208又は207から排出すること
により、ピストンロッド203を所望の方向に動かし、
その移動量をスケール読み取り装置(検出ヘッド20
1、ディテクタ211)によって読み取って、上記プロ
グラムコントローラに送る。プログラムコントローラ2
12は、ピストンロッドが所望の位置に来たと判断した
時、制御信号を出して電磁弁を閉じて、ピストンロッド
をその位置で止めるように制御する。For example, in the case of positioning, when the piston rod is at a certain position, the position of that point is read, this position is used as a reference position and stored in the program controller 212, and then the program controller 2
A control signal is sent from 12 to open the solenoid valve 209, and the fluid pressure pump 210 such as hydraulic pressure or pneumatic pressure is connected to the fluid (oil etc.) inlet / outlet 207 or 208 of one of the front bracket 206 and the rear bracket 205. By sending a squeezing fluid (oil or the like) while discharging it from 208 or 207, the piston rod 203 is moved in a desired direction,
The amount of movement is measured by a scale reading device (detection head 20
1, read by the detector 211) and send it to the program controller. Program controller 2
When it is determined that the piston rod has come to the desired position, 12 outputs a control signal to close the electromagnetic valve and controls the piston rod to stop at that position.
【0026】これらの制御は、ピストンロッド203の
動作特性に応じて、制御信号のタイミング、油圧等につ
いて予め測定して記憶しておくことにより、それらの記
憶されたデータを使って自動的に行うことができる。こ
の制御に必要な演算、判定等の機能はこのプログラムコ
ントローラの中に備えている。また、サーボバルブやシ
ーケンサと組み合わせることにより、高い精度の位置制
御も可能となる。These controls are performed automatically by using the stored data by measuring and storing the timing of the control signal, the hydraulic pressure, etc. in advance according to the operating characteristics of the piston rod 203. be able to. Functions such as calculation and judgment necessary for this control are provided in this program controller. Further, by combining with a servo valve or a sequencer, highly accurate position control becomes possible.
【0027】次に、この装置を計測に使用する場合につ
いて簡単に説明すると、ピストンロッドは基準位置から
被測定対象の位置まで動いてそこで機械的に止められる
ので、その時のスケールの値を読むことにより、被測定
対象の位置、移動量、動きの速度等を測定することがで
きる。Next, the case of using this device for measurement will be briefly described. Since the piston rod moves from the reference position to the position of the object to be measured and is mechanically stopped there, read the value of the scale at that time. With this, it is possible to measure the position of the measurement target, the amount of movement, the speed of movement, and the like.
【0028】次に、本発明のスケール内蔵ピストンロッ
ドシリンダーの動作について説明する。再び図1を参照
すると、前部ブラケット12と後部ブラケット11には
夫々作動用流体(油又は空気)の出入口a,bが設けら
れており、これらの出入口はシリンダーの内部とつなが
っている。Next, the operation of the piston rod cylinder with a built-in scale of the present invention will be described. Referring again to FIG. 1, the front bracket 12 and the rear bracket 11 are provided with inlets and outlets a and b for the working fluid (oil or air), respectively, and these inlets and outlets are connected to the inside of the cylinder.
【0029】前部ブラケット12には、ピストンロッド
6が通っていて、このピストンロッド6の前方の端は、
Yパッキン15、Oリング16等でシールされており、
他方の端には止めナット7によってピストン20が取り
付けてある。ピストン20はシリンダーの内壁に当接
し、前部ブラケット12側の空間と後部ブラケット11
側の空間を隔離している。A piston rod 6 passes through the front bracket 12, and the front end of the piston rod 6 is
Sealed with Y packing 15, O-ring 16, etc.,
A piston 20 is attached to the other end by a lock nut 7. The piston 20 abuts on the inner wall of the cylinder, and the space on the front bracket 12 side and the rear bracket 11 side.
The space on the side is isolated.
【0030】従って、後部ブラケット11の作動用流体
出入口aより作動流体が注入されると、シリンダー8内
に作動流体が入って行き、その圧力でピストン20が押
され、そのピストン20が前方に動く。それに伴なって
ピストン20と一体になっているピストンロッド6も前
方に動く。この時、ピストンロッド6に内蔵されたスケ
ール2から、スケール目盛り信号が検出ヘッド1に伝わ
ることになる。Accordingly, when the working fluid is injected from the working fluid inlet / outlet port a of the rear bracket 11, the working fluid enters the cylinder 8 and the piston 20 is pushed by the pressure, and the piston 20 moves forward. . Along with that, the piston rod 6 integrated with the piston 20 also moves forward. At this time, a scale graduation signal is transmitted from the scale 2 built in the piston rod 6 to the detection head 1.
【0031】ピストン20には、ピストンロッド6を中
心にしてそのほぼ両側に該ピストンロッドと平行に配置
された2本のガイドロッド3が貫通する孔が設けられて
おり、それらのガイドロッドの各々の一方の端は、これ
らの孔に貫通しており、他方の端は前記前部ブラケット
に植設されている。The piston 20 is provided with holes, through which two guide rods 3 arranged in parallel to the piston rod 6 extend, on both sides of the piston rod 6 as a center. One end penetrates these holes and the other end is planted in the front bracket.
【0032】従って、それらのガイドロッド3によりピ
ストン20は、その中心軸の回り方向の動きが阻止され
ている。これにより、ピストンロッド6内に押さえバネ
4によって取り付けてあるスケール2は検出ヘッド1の
検出面に対して一定の検出ギャップを保って、スケール
信号を出しながら動くことができる。前部ブラケット1
2の出入口bからはシリンダー8内にあった作動流体が
出て行く。Therefore, the guide rods 3 prevent the piston 20 from moving around its central axis. As a result, the scale 2 mounted in the piston rod 6 by the pressing spring 4 can move while generating a scale signal while maintaining a constant detection gap with respect to the detection surface of the detection head 1. Front bracket 1
The working fluid existing in the cylinder 8 exits from the inlet / outlet b of 2.
【0033】同様に、出入口bから作動流体が入って行
くと、ピストン20はシリンダー8内を後方に向かって
動き、これに伴ってスケール信号が出ることになる。Similarly, when the working fluid enters from the inlet / outlet b, the piston 20 moves rearward in the cylinder 8 and a scale signal is produced accordingly.
【0034】次に、スケール内蔵ピストンロッドシリン
ダーの検出部について、図3を参照して、説明する。ピ
ストンロッド301の内部に長手方向に空洞302が形
成され、その空洞の一部にピストンロッドの長手方向に
沿った溝306を形成し、その溝の中に、スケール30
3をその押さえ板304とともに収納し、押さえバネ3
05によって押さえている。Next, the detector of the piston rod cylinder with a built-in scale will be described with reference to FIG. A cavity 302 is formed in the piston rod 301 in the longitudinal direction, a groove 306 is formed in a part of the cavity along the longitudinal direction of the piston rod, and the scale 30 is provided in the groove.
3 together with the pressing plate 304, the pressing spring 3
It is held down by 05.
【0035】スケールには、高磁力で長波長の記録を行
い、更に、検出ヘッドのデバイスとして高感度のMR素
子を使用することにより、検出ギャップを広くとること
ができる(例えばスケールの記録波長が4mmに対して
ギャップ幅が1〜2mm程度)。Recording is performed on the scale with a high magnetic force for a long wavelength, and a highly sensitive MR element is used as a device of the detection head, whereby a wide detection gap can be obtained (for example, the recording wavelength of the scale is The gap width is about 1 to 2 mm with respect to 4 mm).
【0036】検出ヘッドは、基板309上にMR素子3
07と、該MR素子で検出した信号の増幅回路等を含む
回路部品308が一体となって取り付けられており、該
基板309のMR素子と反対側に、検出信号取り出しの
ためのリードケーブル313が取り付けられている。基
板309はケース310内に収納され、エポキシ樹脂3
12でモールドされている。この構造によりコンパクト
で耐環境性の良好な検出ヘッド(センサー)が得られ
る。The detection head has the MR element 3 on the substrate 309.
07 and a circuit component 308 including an amplifier circuit for a signal detected by the MR element are integrally attached, and a lead cable 313 for extracting a detection signal is provided on the side of the substrate 309 opposite to the MR element. It is installed. The substrate 309 is housed in the case 310, and the epoxy resin 3
It is molded with 12. With this structure, a compact detection head (sensor) having good environment resistance can be obtained.
【0037】スケール媒体(スケール303を構成する
記録媒体)への記録波長を短くし、分解能を上げると出
力が低くなるので、検出ギャップも小さくなってくる。
この場合、図4に示すように、スケール303の上方の
ピストンロッドを削ることによりスケール303とMR
素子307の間の距離を小さくすることにより対応する
ことができる。また、この形状は後述するとおりピスト
ンロッドの外周表面の形状が中心軸に対して対称となっ
ていないのでピストンロッドの回転を防止する作用もあ
わせて持つことになる。When the recording wavelength on the scale medium (the recording medium forming the scale 303) is shortened and the resolution is increased, the output is lowered, so that the detection gap is also reduced.
In this case, as shown in FIG. 4, by cutting the piston rod above the scale 303, the scale 303 and the MR are removed.
This can be dealt with by reducing the distance between the elements 307. Further, as will be described later, this shape also has the function of preventing rotation of the piston rod because the shape of the outer peripheral surface of the piston rod is not symmetrical with respect to the central axis.
【0038】次に、ピストンロッドの径が太い場合につ
いて、図5を参照して、説明する。同図に示すとおり、
ピストンロッド501は径が大きいので、スケールを収
納するための空洞の大きさはピストンロッドの大きさに
比べて非常に小さくなる。従って、スケールを検出ヘッ
ドの近くに設置するためには、空洞の位置はピストンロ
ッド501の中心よりも外周表面に近い位置に設けなけ
ればならない。Next, the case where the diameter of the piston rod is large will be described with reference to FIG. As shown in the figure,
Since the piston rod 501 has a large diameter, the size of the cavity for accommodating the scale is much smaller than the size of the piston rod. Therefore, in order to install the scale near the detection head, the cavity must be located closer to the outer peripheral surface than the center of the piston rod 501.
【0039】空洞内に溝を設けてスケール502、押さ
え板503を収納して押さえバネ504によって支持す
る構造は、図3、図4を参照して前述したのと同じ構成
でよい。The structure in which the scale 502 and the pressing plate 503 are housed in the cavity and supported by the pressing spring 504 may be the same as that described above with reference to FIGS. 3 and 4.
【0040】上述の説明から明らかなとおり、ピストン
ロッド内部に配置されるスケールの位置は、そのスケー
ルを読み取る検出ヘッドに近接した位置でなければなら
ない。しかしながら、ピストンロッドがその中心軸の回
りに回転すると、スケールと検出ヘッドの間の距離がく
るってしまい、検出された信号の信頼性が低下してしま
う。そこで、本発明のピストンロッドシリンダーにおい
ては、ロッドの回転を防止するための対策が考えられて
いる。As is apparent from the above description, the position of the scale arranged inside the piston rod must be close to the detection head for reading the scale. However, when the piston rod rotates about its central axis, the distance between the scale and the detection head becomes large, which reduces the reliability of the detected signal. Therefore, in the piston rod cylinder of the present invention, measures for preventing the rotation of the rod have been considered.
【0041】次に、図6を参照して、ピストンロッドの
回転を防止するためにガイドロッドを設けた例について
説明する。同図において、ピストンロッド601、ピス
トン602、Yパッキン603,609、前部ブラケッ
ト604、後部ブラケット605、シリンダー606は
前述の構成と同様の構成になっているので詳しい説明は
省略する。Next, an example in which a guide rod is provided to prevent rotation of the piston rod will be described with reference to FIG. In the figure, the piston rod 601, the piston 602, the Y packings 603 and 609, the front bracket 604, the rear bracket 605, and the cylinder 606 have the same configurations as those described above, and thus detailed description thereof will be omitted.
【0042】図6に示す例においては、前部ブラケット
604と後部ブラケット605の間には2本のガイドロ
ッド608が設けられている。これらのガイドロッド
は、その一端が前部ブラケットに押しネジ607で止め
たれている。これらのガイドロッド608の他端は、後
部ブラケットに設けた対向する孔に挿入されている。後
部ブラケット側の孔はガイドロッド径より少々大きくし
ておき、ピストンの変動に対して、ガイドロッドのしな
りにより、追従するようにしておく。In the example shown in FIG. 6, two guide rods 608 are provided between the front bracket 604 and the rear bracket 605. One end of each of these guide rods is fixed to the front bracket with a push screw 607. The other ends of these guide rods 608 are inserted into opposing holes provided in the rear bracket. The hole on the rear bracket side is made slightly larger than the diameter of the guide rod so that it can follow the fluctuation of the piston by the bending of the guide rod.
【0043】これらのガイドロッド608は、ピストン
ロッドに平行になるように配列されており、ピストン6
02に開けた孔を通り、後部ブラケット605の孔に入
っている。ピストン部両端にはYパッキン603,60
9が取り付けてあり、ガイドロッドとピストン孔部をシ
ールしている。これにより、ピストンの動きがスムーズ
になる。These guide rods 608 are arranged so as to be parallel to the piston rod, and the piston 6
02 through the hole in the rear bracket 605. Y packings 603 and 60 on both ends of the piston
9 is attached to seal the guide rod and the piston hole. This makes the piston move smoothly.
【0044】上述の説明では、後部ブラケットに設けた
ガイドロッド用の孔はガイドロッドの径よりも少し大き
目に形成されている場合について説明したが、より高精
度な位置精度が要求される場合には、ピストンロッドシ
リンダーを構成する部品の精度を上げるとともに、後部
ブラケット部でもガイドロッドを押しネジでとめる必要
がある。なお、図6においては、ガイドロッドが2本の
場合を示しているが、このガイドロッドはピストンロッ
ド6の回転防止が目的であるので1本の場合または3本
以上の場合も考えられる。In the above description, the case where the hole for the guide rod provided in the rear bracket is formed slightly larger than the diameter of the guide rod has been described. However, in the case where a higher precision position accuracy is required. Requires improving the accuracy of the parts that make up the piston rod cylinder, and pressing the guide rod with the screws in the rear bracket as well. Although FIG. 6 shows the case where the number of guide rods is two, this guide rod is intended to prevent the rotation of the piston rod 6, so that one guide rod or three or more guide rods may be considered.
【0045】次に、図7を参照して、ガイドロッドを使
用せずに、シリンダー内部形状及びピストンを異形にし
て回転を防止した場合について説明する。同図におい
て、ピストンロッド701、ピストン702、Yパッキ
ン703、前部ブラケット704、後部ブラケット70
5、シリンダー706は図6を参照して上述したものと
同様の構成になっているのでここでは詳しい説明は省略
する。Next, with reference to FIG. 7, a case will be described in which the guide rod is not used and the internal shape of the cylinder and the piston are modified to prevent rotation. In the figure, a piston rod 701, a piston 702, a Y packing 703, a front bracket 704, and a rear bracket 70.
5, the cylinder 706 has the same configuration as that described above with reference to FIG. 6, and therefore detailed description thereof will be omitted here.
【0046】ピストン702の形状は円でない形状、例
えば、楕円、円の一部をカットした形状、円の一部を膨
らました形状、略四角形の形状等々が考えられる。ピス
トン702の形状を図示のような形にするとともに、シ
リンダー706の形をピストンの形に合わせることによ
り、中心点の回りの回転が阻止される。The shape of the piston 702 may be a non-circular shape, for example, an ellipse, a shape in which a part of the circle is cut, a shape in which a part of the circle is inflated, a substantially square shape, and the like. By making the shape of the piston 702 as shown and matching the shape of the cylinder 706 with the shape of the piston, rotation about the center point is prevented.
【0047】本発明のピストンロッドシリンダーの実施
形態においては、スケールを単独又は押さえ板ととも
に、ピストンロッドに設けた空洞内に収納し、それを支
持部材によって支持する構造を採っているが、この支持
部材としては、下記に例示するような種々の支持部材が
考えられる。In the embodiment of the piston rod cylinder of the present invention, the scale is housed alone or together with the pressing plate in the cavity provided in the piston rod and is supported by the supporting member. As the member, various supporting members as exemplified below can be considered.
【0048】図8〜図11は、支持部材の例を示す。こ
れらの図面に示されたピストンロッドの構造は、説明を
分かり易くするために、同じ構造として描いてある。ま
た、ピストンロッド内部空洞には溝が設けられ、その中
に平板もしくはリボン状の(多角形または丸形でも可)
スケール及び押さえ板が組み込まれた構造になっている
ものとして説明する。8 to 11 show examples of the supporting member. The structure of the piston rod shown in these drawings is drawn as the same structure for the sake of clarity. In addition, the internal cavity of the piston rod is provided with a groove in which a flat plate or ribbon shape (polygonal or round shape is also possible)
The description will be made assuming that the structure has a scale and a pressing plate incorporated therein.
【0049】図8のピストンロッドにおいては、スケー
ルは、押さえ板を介して、平板で波型の押さえバネで全
長に亘って止められている。押さえバネは平板の代わり
に丸棒を波型にしても良い。ピストンロッドとスケール
及び押さえ板とスケールは接着剤を塗っておくとより強
固にとまる。また、ピストン内部の空洞にエポキシ樹脂
(シリコーン、ゴム系ポッティング材)等を充填して一
体化することにより、耐環境性を向上させることもでき
る。In the piston rod of FIG. 8, the scale is fixed over the entire length by a flat plate and a corrugated holding spring via a holding plate. The holding spring may have a corrugated round bar instead of a flat plate. If the piston rod and scale and the pressure plate and scale are coated with an adhesive, they will become stronger. In addition, the environment resistance can be improved by filling the cavity inside the piston with epoxy resin (silicone, rubber-based potting material) or the like and integrating them.
【0050】図9に丸棒で波型にコイルをつなげた押さ
えバネを使った場合を示す。図10には、コイルスプリ
ングの側面を利用した押さえバネを使った場合を示す。
図11はゴム、ウレタン、又はプラスチック成形部材の
有する弾力を利用した押さえバネを使用した場合を示
す。FIG. 9 shows a case where a pressing spring in which a coil is connected in a corrugated shape with a round bar is used. FIG. 10 shows a case where a pressing spring using the side surface of the coil spring is used.
FIG. 11 shows a case where a pressing spring utilizing the elasticity of a rubber, urethane or plastic molded member is used.
【0051】[0051]
【発明の効果】本発明のスケール内蔵ピストンロッドシ
リンダーは、上記の構成を備えていることにより、下記
のような効果を奏するものである。ピストンロッドの外
形は、従来のピストンロッドと同じにしたままで、その
内部に記録済みのスケールを組み込む構造となっている
ので、ロッド形状は従来通りまのの、丸形等で良いた
め、パッキン、シール、フェルト、ブッシュ等の関連す
る部品の形状を変えないで済む。The scale built-in piston rod cylinder of the present invention has the following effects by having the above-mentioned structure. The outer shape of the piston rod remains the same as that of the conventional piston rod, and the recorded scale is built into the piston rod, so the rod shape can be the same as before, round shape, etc. Do not change the shape of related parts such as, seals, felts and bushes.
【0052】また、この構造によれば、スケールがピス
トンロッド内部に完全に入っているので、クーラント、
油、切粉等による損傷を受けないで済む。また、スケー
ルが表面に出ていないので、スケールを構成する記録媒
体が周囲の環境により劣化することが防止でき、従来の
スケールを持たないピストンロッドと同程度の長い寿命
が保証される。Further, according to this structure, since the scale is completely contained in the piston rod, the coolant,
It is not damaged by oil or chips. Further, since the scale is not exposed on the surface, it is possible to prevent the recording medium constituting the scale from being deteriorated due to the surrounding environment, and it is possible to guarantee a long life equivalent to that of a conventional piston rod having no scale.
【0053】シリンダー内部にガイドロッドを付けるこ
とにより、ピストンロッドが丸形のままでも回転を防止
できるので、パッキン類、ブッシュ類等を特別な形状に
しないですむという利点がある。By attaching the guide rod to the inside of the cylinder, it is possible to prevent rotation even if the piston rod remains round, so that there is an advantage that packings, bushes and the like do not have to have a special shape.
【0054】ピストンロッド内部に記録済みのスケール
デバイスを貼り付ける場合、スケールの底面を直接、又
は押さえ板を介して、波状の押さえバネ等で押さえて止
めることにより、組立が簡単にできるとともに、均等な
力でスケールを押さえることができるので、長いスケー
ルに対して安定してとめることができる。この構造はま
た、外からの衝撃に対して強く、外部の影響を受けにく
い構造である。When a recorded scale device is attached to the inside of the piston rod, the bottom surface of the scale is directly or via a pressing plate and pressed by a corrugated pressing spring or the like to stop the assembly, and the assembly is easy and uniform. Since the scale can be held down with any force, it can be stopped stably for long scales. This structure is also a structure that is strong against external impact and is not easily affected by the outside.
【図1】本発明のスケール内蔵ピストンロッドシリンダ
ーの一例の構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of an example of a piston rod cylinder with a built-in scale according to the present invention.
【図2】スケール内蔵ピストンロッドシリンダーの使用
例を示すシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram showing an example of use of a piston rod cylinder with a built-in scale.
【図3】スケールと検出ヘッド部の詳細を示す断面図で
ある。FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of a scale and a detection head unit.
【図4】スケールと検出ヘッド部の詳細を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view showing details of a scale and a detection head unit.
【図5】ピストンロッド径の太い場合のスケールと検出
ヘッド部の詳細を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing details of the scale and the detection head portion when the piston rod diameter is large.
【図6】シリンダー内にピストンロッドの回転防止用の
ガイドロッドを設けた場合のピストンロッドシリンダー
断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a piston rod cylinder when a guide rod for preventing rotation of the piston rod is provided in the cylinder.
【図7】シリンダー内部形状とピストン形状を同形と
し、かつ、この形状をピストンロッドの中心に対して点
対称とならない形状とすることにより、回転防止したピ
ストンロッドシリンダーの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a piston rod cylinder in which rotation is prevented by making the internal shape of the cylinder the same as the shape of the piston, and by making the shape not point-symmetric with respect to the center of the piston rod.
【図8】スケール押さえバネの一例を示す断面図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a scale pressing spring.
【図9】スケール押さえバネの他の例を示す断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the scale pressing spring.
【図10】スケール押さえバネの他の例を示す断面図で
ある。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of the scale pressing spring.
【図11】スケール押さえバネの他の例を示す断面図で
ある。FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the scale pressing spring.
1 検出ヘッド、2 スケール、3 ガイドロッド、4
スケール押さえバネ、5 ピストンロッドネジ、6
ピストンロッド、7 止めナット、8 シリンダー、9
ガイドブッシュ、10 フランジ、11 後部ブラケ
ット、12 前部ブラケット、13 ボルト1 detection head, 2 scale, 3 guide rod, 4
Scale holding spring, 5 piston rod screw, 6
Piston rod, 7 lock nut, 8 cylinder, 9
Guide bush, 10 flange, 11 rear bracket, 12 front bracket, 13 bolt
Claims (4)
ーであって、そのピストンロッドが、その内部に、長手
方向に沿って形成された空洞と、その空洞に組み込まれ
た磁気式の測長スケールデバイスと、該スケールデバイ
スを支持するための支持部材とを備え、該ピストンロッ
ドの外部に配設された磁気検出型ヘッドによって、ピス
トンロッド材を通過した磁気信号として、上記スケール
デバイスの磁気目盛りを検出できるようにしたことを特
徴とするスケール内蔵ピストンロッドシリンダー。1. A fluid-driven piston rod cylinder, wherein the piston rod has a cavity formed in the interior thereof along the longitudinal direction, and a magnetic length measuring scale device incorporated in the cavity. A magnetic detection type head provided outside the piston rod, the magnetic scale of the scale device being detected as a magnetic signal passing through the piston rod material. This is a piston rod cylinder with built-in scale.
ロッドシリンダーにおいて、前記ピストンロッドの長手
方向に形成した空洞の、上記磁気検出型ヘッドに近接す
る側壁に長手方向に溝を形成し、該溝内に測長スケール
デバイスを埋め込んだことを特徴とするスケール内蔵ピ
ストンロッドシリンダー。2. The piston rod cylinder with a built-in scale according to claim 1, wherein a groove formed in the longitudinal direction of the cavity formed in the longitudinal direction of the piston rod is formed in the longitudinal direction, and the groove is formed in the longitudinal direction. A piston rod cylinder with a built-in scale, characterized by having a length measuring scale device embedded inside.
ロッドシリンダーにおいて、ピストンロッドに組み込ま
れたスケールと磁気検出ヘッドとの間のギャップを一定
に保つために、シリンダー内にピストンロッドと平行に
少なくとも1本のガイドロッドを設けるか、又はシリン
ダー内側形状とピストンが略同一形状で、かつ、円でな
い形状にするかして、ピストンロッドの回転を防止する
ようにしたことを特徴とするスケール内蔵ピストンロッ
ドシリンダー。3. The piston rod cylinder with a built-in scale according to claim 1, wherein in order to keep a gap between the scale incorporated in the piston rod and the magnetic detection head constant, at least parallel to the piston rod in the cylinder. A piston with a built-in scale, characterized in that rotation of the piston rod is prevented by providing one guide rod or by making the shape of the cylinder and the piston substantially the same and not circular. Rod cylinder.
ロッドシリンダーにおいて、前記支持部材は、波形の押
さえバネ、コイルスプリングの側面を利用した押さえバ
ネ、ゴムウレタン等の弾力を利用した押さえバネ、プラ
スチック(樹脂)成形による弾力を利用した押さえバネ
等の弾性体から成ることを特徴とするスケール内蔵ピス
トンロッドシリンダー。4. The scale built-in piston rod cylinder according to claim 1, wherein the supporting member is a corrugated pressing spring, a pressing spring using a side surface of a coil spring, a pressing spring using elastic force such as rubber urethane, and a plastic. (Resin) A piston rod cylinder with a built-in scale, which is made of an elastic body such as a pressing spring that uses the elasticity of molding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1795096A JPH09210016A (en) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | Scale-incorporated piston rod cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1795096A JPH09210016A (en) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | Scale-incorporated piston rod cylinder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09210016A true JPH09210016A (en) | 1997-08-12 |
Family
ID=11958052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1795096A Pending JPH09210016A (en) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | Scale-incorporated piston rod cylinder |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH09210016A (en) |
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1996
- 1996-02-02 JP JP1795096A patent/JPH09210016A/en active Pending
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